الطاقة
لماذا قد يظل الهيدروجين وقود المستقبل
Hydrogen has long been noted as a potential fuel for the future. One that will eliminate the need for fossil fuels to power internal combustion engines (ICE) by offering a clean burning alternative that is easily accessible. Interestingly, this future is becoming more likely as scientists are now discovering new sources of hydrogen around the world. Some through natural excretions from the Earth and some through the introduction of enzymes into capped wells.
الشركات التي تطور تكنولوجيا خلايا الوقود الهيدروجينية
The following are each companies that have dedicated divisions surrounding the development of Hydrogen fuel cells and Hydrogen ICE.
Cummins Inc. (NASDAQ: CMI)
Established in 1919, Cummins Inc. has grown to become a global leader in power solutions. With its headquarters in Columbus, Indiana, the company is renowned for designing, manufacturing, selling, and servicing a broad range of power products, including diesel and alternative fuel engines, electric and hybrid powertrains, and associated components. Cummins operates through five distinct segments: Engine, Distribution, Components, Power Systems, and New Power.
في السنوات الأخيرة، قامت Cummins بالتحول بنشاط نحو حلول الطاقة المستدامة، مع تركيز خاص على الهيدروجين. يكرس قسم New Power، الذي تم إطلاقه في 2019، لتطوير أنظمة الدفع الكهربائية، وتكنولوجيا البطاريات المتقدمة، وخلايا الوقود، وتوليد الهيدروجين.
كان إنجازًا مهمًا في تحول Cummins نحو الهيدروجين هو الاستحواذ على شركة Hydrogenics Corporation في 2019. باعتبارها رائدة في تقنيات خلايا الوقود وإنتاج الهيدروجين، شكل دمج Hydrogenics في عمليات Cummins خطوة كبيرة إلى الأمام في التزام الشركة بحلول تعتمد على الهيدروجين.
من خلال الشراكات الإستراتيجية والاستثمارات، تقوم Cummins بتعزيز موقعها في طليعة اقتصاد الهيدروجين، مستفيدةً من خبرتها الواسعة في أنظمة الطاقة والمكونات. يبرز تركيز الشركة على الهيدروجين التزامها بالاستدامة وإزالة الكربون.
القيمة السوقية: $34.34B
نسبة السعر إلى الأرباح (P/E): 13.73
ربحية السهم (EPS): $17.74
At the time of writing, Cummins (CMI) boasted the above metrics and is listed as a ‘Buy’ among most major investment firms.
Plug Power Inc. (NASDAQ: PLUG)
Plug Power Inc., established in 1997 and headquartered in Latham, New York, is a pioneering force in the development of hydrogen fuel cell technology. The company designs, develops, manufactures, and commercializes hydrogen fuel cell systems used to power electric motors primarily in the electric mobility sector.
تم تصميم أنظمة خلايا الوقود المبتكرة من Plug Power لاستبدال البطاريات التقليدية في المركبات والمعدات الكهربائية، مثل الرافعات الشوكية المستخدمة في المستودعات ومراكز التوزيع. تشمل مجموعة منتجات الشركة نظام GenDrive، وهو نظام خلية وقود PEM يعمل بالهيدروجين لتوفير الطاقة للمركبات الكهربائية في مجال مناولة المواد.
في السنوات الأخيرة، وسعت Plug Power تركيزها إلى ما بعد خلايا الوقود للمناولة المادية وبدأت تستهدف أسواقًا أوسع. يشمل ذلك أنظمة الطاقة الثابتة، أساطيل مركبات التوصيل، وحتى تطبيقات محتملة في الطيران. عززت الاستحواذات الإستراتيجية للشركة، مثل استحواذها على United Hydrogen وGiner ELX، موقعها في اقتصاد الهيدروجين من خلال تعزيز قدراتها في توليد الهيدروجين، وتسييله، وتوزيعه.
يؤكد التزام Plug Power بتقنية خلايا الوقود الهيدروجينية تفانيها في حلول الطاقة المستدامة ورؤيتها لمستقبل أكثر خضرة.
القيمة السوقية: $7.09B
نسبة السعر إلى الأرباح المتوقعة (P/E) 1yr: -12.14
ربحية السهم (EPS): $-1.33
At the time of writing, Plug Power (PLUG) boasted the above metrics and is listed as a ‘Strong Buy’ among most major investment firms.
ما هو الهيدروجين؟
Hydrogen is the simplest and most abundant element in the universe. It is a colorless, odorless, and tasteless gas under standard conditions. Hydrogen has a single electron and proton, making it the lightest element.
الهيدروجين عالي التفاعل بسبب تكوين إلكتروناته. لديه إلكترون واحد في غلافه الخارجي، بينما يحتاج إلى اثنين لتحقيق تكوين مستقر مشابه للغاز النبيل الهيليوم. هذا يجعل الهيدروجين حريصًا على تكوين روابط مع عناصر أخرى لملء غلافه الخارجي. يتشكل بسهولة رابطة مع عناصر تحتاج إلى إلكترون لإكمال أغلفتها الخارجية، مثل الأكسجين في تكوين الماء (H2O)، أو مع ذرة هيدروجين أخرى لتكوين جزيء هيدروجين (H2). هذه الميل لتكوين روابط مع عناصر أخرى لتحقيق تكوين إلكتروني مستقر هو ما يجعل الهيدروجين شديد التفاعل.
Hydrogen is commonly used in various industries, including the energy sector, where it’s seen as a potential clean fuel source because when it’s used to produce energy in a fuel cell, it emits only water as a byproduct.
كيف يُستخدم كوقود؟
Hydrogen can be used as a fuel in several ways:
- خلايا الوقود: في خلية الوقود، يتم دمج الهيدروجين والأكسجين لإنتاج الكهرباء، مع الماء والحرارة كمنتجات ثانوية وحيدة. هذه العملية نظيفة وفعّالة. يمكن استخدام خلايا الوقود في مجموعة من التطبيقات، من تشغيل المباني إلى المركبات الكهربائية.
- محركات الاحتراق الداخلي: يمكن استخدام الهيدروجين في محرك احتراق داخلي بنفس طريقة البنزين أو الديزل. ومع ذلك، هذا أقل شيوعًا وعادةً ما يكون أقل كفاءة من استخدام الهيدروجين في خلايا الوقود.
- توليد الطاقة: يمكن حرق الهيدروجين في توربين لتوليد الكهرباء، مشابهًا لتوربينات الغاز الطبيعي.
- تخزين الطاقة: يمكن أن يعمل الهيدروجين كوسيط لتخزين الطاقة. يمكن استخدام الطاقة المتجددة الزائدة (مثل طاقة الرياح أو الشمس) لإنتاج الهيدروجين عبر التحليل الكهربائي. ثم يُخزن هذا الهيدروجين ويُستخدم لاحقًا عندما يكون الطلب على الطاقة مرتفعًا أو إنتاج الطاقة المتجددة منخفضًا.
The main advantage of using hydrogen as a fuel is that it only produces water when burned or used in a fuel cell, making it a clean energy source that doesn’t contribute to greenhouse gas emissions.
لماذا يعتبر الهيدروجين كوقود مهمًا؟
The shift to using hydrogen as a fuel is important for several reasons:
- الأثر البيئي: عندما يُستخدم الهيدروجين كوقود في خلايا الوقود، ينتج فقط ماء كمنتج ثانوي، مما يجعله مصدر طاقة نظيف. يمكن لهذا أن يقلل بشكل كبير من انبعاثات الغازات الدفيئة ويساعد في التخفيف من تغير المناخ.
- أمن الطاقة: يمكن إنتاج الهيدروجين من مجموعة متنوعة من الموارد، بما في ذلك الماء والغاز الطبيعي والكتلة الحيوية. هذا التنوع في مصادر الطاقة يمكن أن يزيد من أمن الطاقة ويقلل الاعتماد على الوقود الأحفوري.
- التعددية: يمكن استخدام الهيدروجين في مجموعة واسعة من التطبيقات، من تشغيل المركبات إلى تدفئة المنازل وتوليد الكهرباء. تجعل هذه التعددية منه جزءًا مهمًا محتملًا من مستقبل الطاقة المستدامة.
However, there are also challenges associated with using hydrogen as a fuel, including production processes that are traditionally quite energy-intensive. Things that must also be considered include storage and transportation difficulties, and the need for significant infrastructure development. Despite these challenges, the potential benefits of hydrogen make it an important area of focus in the transition to a more sustainable energy system.
مصادر الهيدروجين
As we have already established, hydrogen’s atomic structure makes it particularly reactive. This characteristic has long led us to believe that pure hydrogen is hard to find in nature, resulting in a reliance on techniques like electrolysis to generate a supply. However, there have been various developments over the past couple of years that indicate this line of thinking may be wrong.
إنزيمات آبار النفط
Humans have been drilling for oil since the mid-19th century. As a result of this activity, there are countless abandoned and depleted wells around the world. Interestingly, scientists have discovered that, while the wells may be depleted of their oil, there remains an opportunity now to withdraw a more sustainable fuel from their depths – Hydrogen.
This is being made possible by companies like Cemvita Factor, which are developing specialized enzymes that, when introduced to depleted wells, work to break down lingering hydrocarbons into various components, with hydrogen being one of them. The company refers to hydrogen generated from this process as ‘Gold Hydrogen’.
احتياطيات الهيدروجين الطبيعية
While introducing enzymes to depleted wells is a fantastic approach to revitalizing an existing resource, is it the only means of generating a supply? Interestingly, there have been multiple discoveries in recent years of massive, naturally forming, pockets of hydrogen gas. A few countries in which such examples have been found include,
- Australia
- Canada
- France
- Germany
- Japan
- Russia
- New Zealand
Despite these occurrences, scientists are still learning about the process of where the hydrogen is coming from, the vastness of reserves, and the potential effect on surrounding environments if withdrawn. Regardless, the potential for these deposits to accelerate the widespread adoption of hydrogen as a fuel source is huge.
الكلمة الأخيرة
Overall, hydrogen remains a tantalizing alternative/replacement for our continued reliance on fossil fuels. Thankfully, due to the ingenuity on offer by scientists around the world, we may soon have access to more affordable and plentiful supplies of hydrogen through both natural and treated wells. With this being the case, there will be a subsequent decrease in the cost of production for hydrogen, making it an even more appealing fuel for companies like Cummins and Plug Power to develop solutions around.
